Научная статья на тему 'ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ НАСЕКОМЫХ-ВРЕДИТЕЛЕЙ И МИКРООРГАНИЗМОВ В СЕМЕННОМ ЗЕРНЕ В ГЕРМЕТИЧНОМ КОНТЕЙНЕРЕ С РАЗРЕЖЕННОЙ ВОЗДУШНОЙ СРЕДОЙ'

ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ НАСЕКОМЫХ-ВРЕДИТЕЛЕЙ И МИКРООРГАНИЗМОВ В СЕМЕННОМ ЗЕРНЕ В ГЕРМЕТИЧНОМ КОНТЕЙНЕРЕ С РАЗРЕЖЕННОЙ ВОЗДУШНОЙ СРЕДОЙ Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
74
12
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ХРАНЕНИЕ / СЕМЕННОЕ ЗЕРНО / НАСЕКОМЫЕ-ВРЕДИТЕЛИ

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Латышенок Надежда Михайловна, Латышенок Михаил Борисович, Макаров Валентин Алексеевич, Шемякин Александр Владимирович, Слободскова Анастасия Анатольевна

Проблема и цель. Проблема во время сезонного хранения зерна, заключается в существенном нанесении вреда от насекомых-вредителей, личинок, которые прогрызают оболочку зерна и проникают внутрь, для питания эндоспермом, а также микроскопических грибов, которые в ходе своей жизнедеятельности выделяют микротоксины, снижающие посевное качество и пищевую ценность зерна. Целью настоящего исследования является изучение и обоснование технологии хранения семенного зерна в герметичном контейнере с разреженной воздушной средой. Методология. Изучением экологически безопасных методов борьбы с насекомыми-вредителями и микроорганизмами в настоящее время занимаются многие ученые. Одним из таких методов является способ обработки зерна озоном. Однако метод озонирования зерна не находит широкого применения из-за отсутствия практических рекомендаций по применению этого газа и необходимости использования дополнительного оборудования для производства газа. Для поддержания своих жизнедеятельных функций насекомые-вредители и микроорганизмы должны потреблять кислород из окружающей среды в гораздо больших объемах, чем семена злаковых культур, находящихся в состоянии покоя. Результаты. В настоящее время для борьбы с насекомыми-вредителями используют технологии принудительного охлаждения зерновой насыпи и дезинфекции семян с применением инсектицидов, а для предупреждения развития микроорганизмов, технологии обработки зернохранилищ химическими препаратами на основе фосфида алюминия или магния. Основными недостатками применения этих технологий являются: значительные материальные и энергетические затрат связанные с приобретением и эксплуатацией специального оборудования и экологическая опасность применения химических веществ, способных загрязнять окружающую среду. На основании полученных данных можно с уверенностью утверждать, что предложенная технология обеспечивает полную защиту семенного зерна от процессов жизнедеятельности насекомых-вредителей. Заключение. Результатам исследования динамики жизнедеятельных процессов насекомых-вредителей и развития микроорганизмов в разреженной воздушной среде посвящена настоящая статья. Технология с использованием разреженной воздушной средой в рабочем объеме герметичного контейнера позволяет защитить семена от повреждения насекомыми-вредителями и развития микроорганизмов за счет искусственного снижениям концентрации кислорода в окружающей семенное зерно воздушной среде.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Латышенок Надежда Михайловна, Латышенок Михаил Борисович, Макаров Валентин Алексеевич, Шемякин Александр Владимирович, Слободскова Анастасия Анатольевна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DYNAMICS OF THE DEVELOPMENT OF INSECT PESTS AND MICROORGANISMS IN THE SEED GRAIN IN AN AIRTIGHT CONTAINER WITH A RAREFIED AIR ENVIRONMENT

The problem and the goal. The problem during the seasonal storage of grain is the significant harm caused by insect pests, larvae that gnaw through the shell of the grain and penetrate inside to feed the endosperm, as well as microscopic fungi, which in the course of their vital activity emit microtoxins that reduce the sowing quality and nutritional value of grain. The purpose of this study is to study and substantiate the technology of storing seed grain in an airtight container with a rarefied air environment [10, 11, 12]. Methodology. Many scientists are currently engaged in the study of environmentally safe methods of combating insect pests and microorganisms. One of these methods is the method of processing grain with ozone. However, the method of grain ozonation is not widely used due to the lack of practical recommendations on the use of this gas and the need to use additional equipment for gas production. To maintain their vital functions, insect pests and microorganisms must consume oxygen from the environment in much larger volumes than the seeds of cereal crops at rest. Results. Currently, technologies of forced cooling of the grain mound and disinfection of seeds with the use of insecticides are used to combat insect pests, and technologies of processing granaries with chemical preparations based on aluminum or magnesium phosphide are used to prevent the development of microorganisms. The main disadvantages of using these technologies are: significant material and energy costs associated with the acquisition and operation of special equipment and the environmental danger of using chemicals that can pollute the environment. Based on the data obtained, it can be confidently stated that the proposed technology provides complete protection of seed grain from the processes of insect pests. Conclusion. This article is devoted to the results of the study of the dynamics of the vital processes of insect pests and the development of microorganisms in a rarefied air environment. The technology with the use of a rarefied air environment in the working volume of a sealed container allows protecting seeds from damage by insect pests and the development of microorganisms due to artificial decreases in the oxygen concentration in the air surrounding the seed grain.

Текст научной работы на тему «ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ НАСЕКОМЫХ-ВРЕДИТЕЛЕЙ И МИКРООРГАНИЗМОВ В СЕМЕННОМ ЗЕРНЕ В ГЕРМЕТИЧНОМ КОНТЕЙНЕРЕ С РАЗРЕЖЕННОЙ ВОЗДУШНОЙ СРЕДОЙ»

Вестник РГАТУ, 2022, т.14, №1, с. 99-107 Vestnik RGATU, 2022, Vol.14, №1, рр 99-107

ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ

Научная статья УДК 664.7

DOI: 10.36508/RSATU.2022.31.47.012

ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ НАСЕКОМЫХ-ВРЕДИТЕЛЕЙ И МИКРООРГАНИЗМОВ В СЕМЕННОМ ЗЕРНЕ В ГЕРМЕТИЧНОМ КОНТЕЙНЕРЕ С РАЗРЕЖЕННОЙ ВОЗДУШНОЙ СРЕДОЙ

Надежда Михайловна Латышенок1Михаил Борисович Латышенок2, Валентин Алексеевич Макаров3, Александр Владимирович Шемякин4, Анастасия Анатольевна Слободскова5

1,2345Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, г Рязань, Россия 1 t921621@mail.ru 2l907073@yandex.ru 3va_makarov@rambler.ru 4shem.alex62@yandex.ru 5nastasia_19882010@mail.ru

Аннотация.

Проблема и цель. Проблема во время сезонного хранения зерна, заключается в существенном нанесении вреда от насекомых-вредителей, личинок, которые прогрызают оболочку зерна и проникают внутрь, для питания эндоспермом, а также микроскопических грибов, которые в ходе своей жизнедеятельности выделяют микротоксины, снижающие посевное качество и пищевую ценность зерна. Целью настоящего исследования является изучение и обоснование технологии хранения семенного зерна в герметичном контейнере с разреженной воздушной средой.

Методология. Изучением экологически безопасных методов борьбы с насекомыми-вредителями и микроорганизмами в настоящее время занимаются многие ученые. Одним из таких методов является способ обработки зерна озоном. Однако метод озонирования зерна не находит широкого применения из-за отсутствия практических рекомендаций по применению этого газа и необходимости использования дополнительного оборудования для производства газа. Для поддержания своих жизнедеятельных функций насекомые-вредители и микроорганизмы должны потреблять кислород из окружающей среды в гораздо больших объемах, чем семена злаковых культур, находящихся в состоянии покоя.

Результаты. В настоящее время для борьбы с насекомыми-вредителями используют технологии принудительного охлаждения зерновой насыпи и дезинфекции семян с применением инсектицидов, а для предупреждения развития микроорганизмов, технологии обработки зернохранилищ химическими препаратами на основе фосфида алюминия или магния. Основными недостатками применения этих технологий являются: значительные материальные и энергетические затрат связанные с приобретением и эксплуатацией специального оборудования и экологическая опасность применения химических веществ, способных загрязнять окружающую среду. На основании полученных данных можно с уверенностью утверждать, что предложенная технология обеспечивает полную защиту семенного зерна от процессов жизнедеятельности насекомых-вредителей. Заключение. Результатам исследования динамики жизнедеятельных процессов насекомых-вредителей и развития микроорганизмов в разреженной воздушной среде посвящена настоящая статья. Технология с использованием разреженной воздушной средой в рабочем объеме герметичного контейнера позволяет защитить семена от повреждения насекомыми-вредителями и развития микроорганизмов за счет искусственного снижениям концентрации кислорода в окружающей семенное зерно воздушной среде.

Ключевые слова: Хранение, семенное зерно, насекомые-вредители.

Для цитирования: Латышенок Н.М., Латышенок М.Б., Макаров В.А., Шемякин А.В., Слободскова А.А. Динамика развития насекомых-вредителей и микроорганизмов в семенном зерне в герметичном контейнере с разреженной воздушной средой // Вестник Рязанского государственного агротехно-логического университета имени П.А. Костычева. 2022. Т14, №1. С 99-107 https://doi.org/10.36508/ RSATU.2022.31.47.012

© Латышенок Н. М., Латышенок М. Б., Макаров В. А., Шемякин А. В., Слободскова А.А., 2022 г.

TECHNICAL SCIENCES

Original article

DYNAMICS OF THE DEVELOPMENT OF INSECT PESTS AND MICROORGANISMS IN THE SEED GRAIN IN AN AIRTIGHT CONTAINER WITH A RAREFIED AIR ENVIRONMENT

Nadezhda M. Latyshenok1 , Mikhail B. Latyshenok2, Valentin A. Makarov3, Alexander V. Shemyakin4, Anastasia A. Slobodskova5

1,2,3,4,5 Ryazan state Agrotechnological University named after P.A. Kostychev, Ryazan, Russia

1 t921621@mail.ru

2l907073@yandex.ru

3va_makarov@rambler.ru

4 shem.alex62@yandex.ru

5nastasia_19882010@mail.ru

Annotation.

The problem and the goal. The problem during the seasonal storage of grain is the significant harm caused by insect pests, larvae that gnaw through the shell of the grain and penetrate inside to feed the endosperm, as well as microscopic fungi, which in the course of their vital activity emit microtoxins that reduce the sowing quality and nutritional value of grain. The purpose of this study is to study and substantiate the technology of storing seed grain in an airtight container with a rarefied air environment [10, 11, 12]. Methodology. Many scientists are currently engaged in the study of environmentally safe methods of combating insect pests and microorganisms. One of these methods is the method of processing grain with ozone. However, the method of grain ozonation is not widely used due to the lack of practical recommendations on the use of this gas and the need to use additional equipment for gas production. To maintain their vital functions, insect pests and microorganisms must consume oxygen from the environment in much larger volumes than the seeds of cereal crops at rest.

Results. Currently, technologies of forced cooling of the grain mound and disinfection of seeds with the use of insecticides are used to combat insect pests, and technologies of processing granaries with chemical preparations based on aluminum or magnesium phosphide are used to prevent the development of microorganisms. The main disadvantages of using these technologies are: significant material and energy costs associated with the acquisition and operation of special equipment and the environmental danger of using chemicals that can pollute the environment. Based on the data obtained, it can be confidently stated that the proposed technology provides complete protection of seed grain from the processes of insect pests. Conclusion. This article is devoted to the results of the study of the dynamics of the vital processes of insect pests and the development of microorganisms in a rarefied air environment. The technology with the use of a rarefied air environment in the working volume of a sealed container allows protecting seeds from damage by insect pests and the development of microorganisms due to artificial decreases in the oxygen concentration in the air surrounding the seed grain. Key words: Storage, seed grain, insect pests.

For citation: Latyshenok N. M., Latyshenok M.B., Makarov V.A., Shemyakin A. V., Slobodskova A. A. Dynamics of the development of insect pests and microorganisms in the seed grain in an airtight container with a rarefied air environment// Herald of the Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev. 2022. T14, №1. C 99- 107 https://doi.org10.36508/RSATU.2022.31.47.012

Введение

Россия становится крупнейшим в мире экспортером зерна, что требует развития технологий не только для производства зерна, но и его хранения. Особенно остро стоит проблема сезонного хранения семенного зерна, которое может сильно повреждаются из-за развития в нем насекомых- вредителей хлебных злаков, дрожжевых и плесневых микроскопических грибов.

Наибольшую опасность в период хранения зерна среди насекомых представляют вредители, для которых не являются преградой разрушение семенной и плодовой оболочки. Они с легкостью прогрызают оболочки, добираясь до эндосперма, где проводят большую часть жизни, образуя так называемую «скрытую форму

зараженности». К представителям таких насекомых в Центральной России относятся рисовый долгоносик Sitophilusoryzae L., амбарный долгоносик Sitophilusgranarium L., зерновой точильщик Rhyzoperthadominica Р и зерновая моль Sitotrogacerealella [1].

Среди микроскопических грибов самыми опасными являются представители рода Asperergillus и Peniciliumc, которые в ходе своей жизнедеятельности выделяют токсины снижающие посевные качества семян, а также опасные для здоровья человека и животного [11,13].

Основными способами борьбы с насекомыми-вредителями являются принудительное охлаждение зерновой массы и применение инсектицидов.

Охлаждение зерна за счет использования ак-

тивных систем вентиляции является долгосрочной мерой, как показали исследования [2,4,8,9], при хранении зерна в металлических силосах только в течение второго или третьего месяца хранения в насыпи зерно охлаждается до температуры, при которой вредители значительно снижают свои жизненно важные функции.

Использование специального холодильного оборудования требует значительных материальных и энергетических затрат.

Инсектициды, применяемые для уничтожения насекомых-вредителей «Прокроп», «Камикадзе», «Актеллик», «К-Обиол» и другие, представляют опасность для окружающей среды и человека. Используя их необходимо строго соблюдать, предъявляемые к ним требования и правила охраны труда.

Все это требует специального оборудования и привлечения подготовленных высококвалифицированных специалистов, что на порядок увеличивает стоимость выполнения этих работ.

Asperergillus в природе практически всегда встречается на поверхности зерновых культур. Наиболее интенсивно он развивается на зерновой насыпи при температуре 20-30оС и влажности зерна 19-22%.

РетсШит встречается на поверхности пшеницы, овса, ячменя, наиболее бурно его жизнедеятельность протекает в процессе самосогревания зерновой массы.

Развитию заболевания зерна способствует ряд факторов, к которым необходимо отнести возрастающие площади посевов зерновых культур, плохое состояние зернохранилищ, устаревший парк машин для подработки урожая, отсутствие мероприятий по профилактике борьбы с микроорганизмами.

Наиболее распространенным методом предупреждения и развития микроорганизмов в зерновой насыпи в настоящее время является своевременное обнаружение очагов заражения зерна и качественная фумигация зернохранилища - обеззараживание химическими препаратами на основе фосфида алюминия либо магния. Фосфид, вступая в химическую реакцию с влагой, содержащийся в зерновой насыпи при температуре выше 50с образует фосфорный водород, который представляет летучий газ. Этот газ, легкопроникающий в любые труднодоступные полости. Данный метод тоже не лишён недостатков, к которым следует отнести экологическую опасность данного метода.

Многие отечественные и зарубежные ученые, заняты изучением процесса хранения зерна, предлагают для защиты его от насекомых-вредителей и микроорганизмов проводить обработку зерна озоном. Обработка озоном не образует токсинов в зерновой массе, не загрязняет окружающую среду, благоприятно влияет на качество зерна [1,2], способствует уничтожению патогенной флоры, повышает посевные качества семян культурных растений, но требует значительных дополнительных материальных затраты на покупку и эксплуатацию

-9

спецоборудования для озонирования [1,9], что тормозит внедрение этой технологии в производство.

Нами обоснована перспективная и экологически безопасная технология хранение семенного зерна в герметичных контейнерах [10, 11, 12], в которых за счет разреженности воздушной среды возможна борьба с насекомыми-вредителями и микроорганизмами. Технология основана на том, что для поддержания своих жизнедеятельных функций насекомые-вредители и микроорганизмы потребляют из окружающей среды кислород в гораздо больших объемах, чем семенное зерно, находящееся в состоянии покоя. Искусственно созданное разрежение воздушной среды, за счет снижения давления в рабочем объеме контейнера, позволит снизить концентрацию кислорода в воздушной среде, тем самым создаст неблагоприятные условия для развития насекомых-вредителей и микроорганизмов в зерновой насыпи. Также разрежение воздушной среды позволит регулировать температурно-влажностный режим хранения семенного зерна [8,11,16,17,18].

Материалы и методы исследования

Лабораторные исследования проводились на экспериментальной установке, общий вид которой представлен на рисунке 1, она состояла из емкости 1 с герметичной крышкой 2, на которой был установлен контрольный вакуумметр 4 GSGJ 27100, на стенках резервуара смонтированы клапаны 3 для подачи в резервуар окружающего воздуха.

Удаление воздуха из бака и создание разреженной воздушной среды в его рабочем объеме производилось с помощью вакуумного насоса MHR - А998А через золотник с клапаном 5. Контроль содержания кислорода и углекислого газа в воздушной среде осуществлялся комбинированным многокомпонентным сигнализатором 7 марки СК-2.

Суть метода заключается в том, что метаболизм - совокупность биохимических реакций по превращению питательных веществ в энергию, направленную на поддержание жизнедеятельных функций организма, зависит от дыхания организма связанного с постоянным потреблением кислорода, необходимого для окисления питательных веществ и выделением углекислого газа. Нарушение характера и интенсивности дыхания живого организма насекомого и микрогриба способно провести к его заболеванию и гибели.

Исследования влияния разреженности воздушной среды на жизнедеятельные функции насекомых-вредителей проводились по ускоренной методике испытания, утвержденной Госстандартом [3,4], которая основана на изменении содержания углекислого газа в воздушной среде.

Этот метод позволяет определить активность жизнедеятельных функций насекомых-вредителей во взрослом состоянии, так и в состоянии личинок, появившихся из яиц, отложенных взрослыми насекомыми в зернах злаковых культур.

1 - бак для хранения зерна; 2 - герметичная крышка бака; 3 - атмосферный золотник с вентилем;

4 - контрольный вакуумметр GSGJ 27100;

5 - вакуумный золотник с вентилем; 6 - вакуумный насос MHR - A998A с вакуумметром;

7 - газосигнализатор комбинированный многокомпонентный портативный СК-2; 8 - входной штуцер с фильтром для забора проб газа из контейнера; 9 - выходной штуцер для отвода газовой пробы в контейнер; 10 -воздушный фильтр, 11 - зарядное устройство. Рис. 1. Общий вид лабораторной установки (General view of the laboratory installation)

Содержание углекислого газа в воздухе в межзерновом пространства контролировалось многокомпонентным комбинированным переносным сигнализатором СК-2, настроенным на измерения в режиме СО2.

Перед началом экспериментов зерновую массу влажностью 16% насыпали в предварительно промытый и сухой бак лабораторной установки в количестве трех килограммов. Затем зерно подвергали искусственному заражению, при этом в бак с зерновой массой добавляли по 50 зерен, зараженных личинками амбарного долгоносика или зерновой моли.

Затем бак с зараженным зерном закрывали негерметичной крышкой и помещали в климатическую камеру, где создавались благоприятные условия для развития насекомых (температура 30°С и влажность воздуха 65%).

В таких условиях бак с зерном выдерживается до тех пор, пока выделение углекислого газа за 24 часа инкубации насекомых-вредителей не составило 0,5% на килограмм массы зерна, что по ГОСТ 28666-90 соответствовало средней зараженности зерна насекомыми, при которой зерно не может храниться более 2 месяцев [4].

После этого баки закрывали герметичной крышкой, и проводилась частичная откачка воздушной смеси, при этом давление воздушной смеси внутри бака снижалось до 90 кПа, 70 кПа, 50 кПа, 30 кПа и 10 кПа.

Сходимость экспериментальных результатов обеспечена тем, что для каждой экспериментальной группы было взято по три лабораторных установки и было проведено по три повторных измерения содержания углекислого газа в межзерновом

пространстве. Измерения проводились один за другим, одним и тем же лаборантом, разница полученных результатов не превышала 0,2%.

Исследования динамики развития микроорганизмов в разреженной атмосфере проводились в соответствии с требованием государственного стандарта ГОСТ Р 51278 - 99 [5].

В основе метода исследования лежит принцип Коха, согласно которому каждая колония микроорганизмов является потомством одной клетки. Это позволяет на основе числа колоний, образовавшихся после посева исследуемой суспензии на питательную среду определённого объема судить об исходном содержании в ней клеток микроорганизма. Расчёт количества микроорганизмов проводится в условных колониеобразующих единицах (КОЕ). Каждая колониеобразующая единица представляет собой одну клетку дрожжевого или клетку мицелия плесневого гриба.

Определение числа микроорганизмов проводилось в три этапа: приготовление разведения исследуемого материала, посев материала на питательную среду в чашки Петри и подсчет выросших колоний.

В качестве исследуемого материала были выбраны дрожжевые грибы Asperergillus glaucus и плесневые грибы РетсШит гиди^ит.

Так как численность дрожжевых и плесневых грибов первоначально велика, было проведено разведение исследуемого материала в физиологическом растворе (0,85 % - раствор В ходе проведения эксперимента был использован один и тот же коэффициент разведения, равный 10.

В качестве питательной среды для развития грибов использовали агаризованный состав, состоящий из глюкозы (С6 Н12О6) - 20 г, хлорамфе-никола (С11Н12С12^05) - 0,1 г, агара - 10 г, воды 1000 см3. Компоненты были разведены в кипящей воде. Затем питательная среда была охлаждена на водяной бани до температуры 450С и разлита в стерильные стеклянные чашки Петри по 20 мл.

Для определения количества проб при испытании исследуемый продукт высевался параллельно в три чашки Петри. После этого чашки Петри помещались в герметичный бак лабораторной установки, из которого с помощью вакуумного насоса марки МНR - А998А через золотник откачивалась воздушная смесь, создавая разреженность воздушной среды в соответствии с планом проведения экспериментов. Затем баки помещались в климатическую камеру, где при температуре 20°С в течение 7 дней проходило ингибирование грибов

Для подсчета отбирались чашки, на которых выросли от 15 до 150 КОЕ (колониеобразующих единиц) дрожжевых и от 5 до 50 КОЕ плесневых грибов. Если число выросших колоний было менее10, то эти результаты для подсчета количества клеток в исследуемой суспензии не использовались [7].

Подсчет колоний дрожжевых и плесневых грибов проводился отдельно, не открывая чашек Петри на третий, четвертый и пятый день эксперимента в одно и то же время одним лаборантом. Разница между колониями устанавливалась визуально с помощью микроскопа. Отличительной особенно-

стью колоний дрожжевых грибов была их яйцевидная или сферическая форма, в то время у колоний плесневых грибов имелись волокна грибницы.

Так же в ходе лабораторных исследований были проведены эксперименты, связанные с исследованием возможности восстановления жизнедеятельных функций насекомых-вредителей и микроорганизмов после их пребывания в разреженной воздушной среде.

Для этого после нахождения в разреженной воздушной среде насекомые-вредители и дрожжевые и плесневые микро грибы выдерживались в течении 720 часов в наиболее благоприятных для их инкубации условиях (насекомые-вредители - атмосферное давление 1 МПа, температура 35°С, влажность воздуха 65%; микроорганизмы температура 20°С).

Результаты исследований и их обсуждение В ходе лабораторных исследований влияния разрежённости воздушной среды в герметичной емкости на жизнедеятельность насекомых вредителей хлебных злаков были получены результаты представленные в виде графической диаграммы на рисунке 2.

практически прекращают питаться. При давлении 70-40 кПа насекомые вредители начинали впадать в состояние анабиоза, при этом также наблюдалась снижение общей популяции на 6-17%. При давлении 30 кПа и ниже наблюдалась массовая гибель насекомых-вредителей от недостатка воздуха, через 240 часов популяция насекомых снижалась 72-85%.

В ходе лабораторных исследований динамики развития дрожжевых и плесневых грибов процесс нормального колонеобразования стал наблюдаться при второй степени разведения исследуемого материала.

С уменьшением давления воздушной среды в баке, процесс развития дрожжевых и плесневых грибов в исследуемой суспензии стал меняться по количественному и качественному характеру. Как видно из диаграмм, представленных на рисунках 3 и 4, при давлении воздушной среды 90 кПа в баках лабораторной установки, количества клеток дрожжевых грибов в исследуемой суспензии на пятый день инкубации было равно 713, а плесневых 340.

300

00

So;

00

• I и

I Ч в 00

s l" I Л

S

'J о

2 т

г О

IШ йяш

I а

90 кПа 70 кПа 50 кПа ЗОкПа 10 кПа Давление воздушной среды

3 день инкубации

5 день 7 день

инкубации инкубации

Рис. 2 - Влияние разреженности воздушной среды на жизнедеятельные функции насекомых-вредителей (The effect of the rarefaction of the air environment on the vital functions of insect pests)

Из диаграммы видно, что со снижением давления воздушной среды в рабочем объеме бака лабораторной установки начинает уменьшаться жизненная активность насекомых-вредителей. Так при давлении воздушной среды 101,3-80 кПа насекомые чувствуют себя вполне комфортно, они размножаются и продолжают разрушать зерно, о чем свидетельствует рост выделения насекомыми углекислого газа. При давлении 80-70 кПа выделение насекомыми углекислого газа сократилось почти в 4 раза, и была постоянной, что свидетельствовало о снижении жизненной активность насекомых, их количества не увеличивается, что говорит о приостановке их репродуктивных функций и

Рис. 3 - Динамика развития дрожжевых грибов Asperergillus glaucus в питательной среде (Dynamics of development of yeast fungi Aspergillus glaucus in a nutrient medium)

i-i 5

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

| £ 5

= ЛI

4 := il a

400

300

200

100

ШШЙЖл

i 5 Я 90 кПа 70 кПа 50 кПа 30 кПа 10 кПа

S. й

О Давление воздушной среды

3 день 5 день 7 день

инкубации инкубации инкубации

Рис. 4 - Динамика развития плесневых грибов Penicilium rugulosum в питательной среде (Dynamics of the development of Penicillium rugulosum mold fungi in a nutrient medium)

Это более 2,5 раз выше значения колониео-бразующих единиц, которые на третий день инкубации у дрожжевых грибов было равно 280, а у плесневых 133. С ростом разреженности воздушной среды уменьшалось и колониеобразующих единиц, при этом разница между третьим и пятым днем инкубации также начала уменьшаться. При давлении воздушной среды 10 кПа количество клеток дрожжевых грибов и плесневых грибов на третий и пятый день инкубации практически сравнялось и составило у дрожжевых грибов 135 на третий день и 139 на пятый день, у плесневых соответственно 65 и 73.

На основании полученных результатов можно сделать заключение, что разреженность воздушной среды в герметичном баке существенно влияет на показатели жизнедеятельности насекомых-вредителей и динамику развития микроорганизмов в зерновой насыпи, находящейся в герметичном баке.

Исследования возможности восстановления жизнедеятельных функций насекомых-вредителей и микроорганизмов после их нахождения в разреженной воздушной среде показали, что после 720 часов нахождения под давлением воздушной смеси 0,3 МПа внутри герметичного бака, при атмосферном давлении 101,3 кПа, температуре 35°С и относительной влажности воздушной среды 65% лишь 15-18 % насекомых-вредителей смогли частично восстановить свои жизнедеятельные функции, при давлении 70 кПа восстановление жизнедеятельных функций насекомыми-вредителями не наблюдалось. Поэтому применение разреженности воздушной среды в герметичном контейнере является эффективным способом борьбы с насекомыми и технология хранения семенного зерна в разрежённой воздушной среде должна включать специальную, подготовительную операцию. Данная операция предусматривает, для уничтожения насекомых-вредителей снижение давления воздушной среды, в рабочем объеме герметичного контейнера, до 30 кПа и выдержку зерновой массы под таким давлением в течение 720 часов.

Пребывание дрожжевые и плесневые микрогрибов в разреженной атмосфере лишь замедлить динамику их развития, и как средство борьбы с ними не даст искомого эффекта, о чем свидетельствует интенсивный рост колониеобразующих единиц микрогрибов, при повышении давления воздушной среды в баке лабораторной установки при температуре воздушной смеси 20 °С.

Полученные результаты исследований по своей эффективности вполне сопоставимы с данными В.И. Баскакова и Г.А. Закладного, которым за 5 часов обработки зерновой насыпи озоновоз-душной смесью концентрацией 70 мг/мз, удалась уничтожить всех амбарных долгоносиков [1]. Однако исследования, проводимые учеными Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки, показали, что есть виды насекомых-вредителей устойчивые к озонной обработке. Так популяция зернового точильщика не была полностью уничтожена даже после 15 часов озонной обработки и 10 суток на-

блюдений, и только после увеличения концентрации озона в озоновоздушной смеси до 1400 мг/мз способствовало уничтожению насекомых-вредителей в течение часа [2].

Исследования влияния озона на жизнедеятельность насекомых вредителей находящихся в преимагинальном состоянии внутри зерна, проведенные во Всероссийском научно-исследовательском институте зерна и продуктов его переработки показали, что для уничтожения яиц и личинок долгоносиков потребовалось их обработка от 14 до 55 суток при концентрации озона в озоновоздушной смеси 20 мг/мз, с увеличением концентрации до 1400 мг/мз время обработки сократилось до 9 часов.

Таким образом, озонная дезинфекция не дает полной гарантии уничтожения насекомых вредителей, представляющих особую опасность для семенного зерна, применение технологии борьбы с насекомыми - вредителями за счет разрежения воздушной среды полностью подавить жизнедеятельные функции насекомых-вредителей и является оправдано целесообразной. Для этого технологию хранения семян в герметичной емкости в разреженной воздушной среде следует дополнить режимом, при котором сразу после закладки семена на хранение в рабочем объеме герметичного контейнера давление воздушной смеси снижается до 20-30 кПа и в таком состоянии зерновая масса выдерживается в течение 72 часов. За время выдержки более 70% насекомых погибало, остальные впадали в состояние анабиоза. Последующее хранение семян должно происходить под давлением около 60 -70 кПа, что гарантирует поддержание состояние анабиоза у оставшихся в живых насекомых. Как показали дальнейшие исследования, хранение семенного зерна в разреженной воздушной среде при таких параметрах среды не влияет на его посевные качества семян [6,7,14,15,19].

Аналогичные результаты были получены и при исследовании влияния озонирования зерна на динамику размножения микроорганизмов в зерновой массе. По данным Л.И. Мачихиной и Л.А. Трис-вянского основным способом предупреждения развития микроорганизмов является строгое соблюдение технологии хранения зерна, в процессе выполнения которой нельзя допускать образования конденсата влаги на поверхности зерна [13, 14].

Заключение

Используя разрежение воздушной среды в рабочем объеме герметичного контейнера для хранения семян, позволит эффективно бороться с насекомыми-вредителями, замедлить динамику развития микроорганизмов, позволит отказаться от химикатов, вредных для окружающей среды, тем самым снизит себестоимость хранения семян и улучшая условия труда рабочих в зернохранилищах.

Список источников

1.Защита зерна от вредителей при хранении и дезинсекция зернохранилищ/ Г.А. Закладной.-URL: https://elibrary.ru/item.asp?id= 36498169

2.Влияние озонной обработки на вредителей зерна/ И.В. Баскаков. // Вестник Воронежского государственного аграрного университета. -2018.

№3(62). - С.41-46.- URL: https://elibrary.ru/item. asp?id= 41333465

3.ГОСТ 28666.1 - 90 (ИСО 6639/1-86) Зерновые и бобовые. Определение скрытой зараженности насекомыми. Часть 1. Общие положения. [Электронный ресурс]. M.: Издательство стандартов, 1990.- 6 с. - Режим доступа https://intermet-law.ru/ gosts/gost/10935

4. ГОСТ28666.4-90 Зерновые и бобовые. Определение скрытой зараженности насекомыми. Ускоренные методы. [Электронный ресурс]. M.: Издательство стандартов, 1990.- 6 с. - Режим доступа https://intermet-law.ru/gosts/gost/19255.

5. ГОСТ Р 51278-99 Зерновые, бобовые и продукты их переработки. Определение количества бактерий, дрожжевых и плесневых грибов. M.: Госстандарт России, 2002. - 6 с.

6. Проведение настроечных экспериментов на лабораторной установке вертикального миксера / Н.Г. Кипарисов, A.A. Полякова // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. ПА Костычева, 2013. № 2 (18).- URL: https://elibrary.ru/item.asp?id= 19960553

7. Mетодика количественного учета микроорганизмов [Электронный ресурс]. Режим доступа https://students - library. com.

8.Контейнер для хранения семенного зерна в регулируемой воздушной среде / H.M. Латышенок, A.A. Слободскова // Mатериалы всероссийской научно-практической конференции посвящённой 40-летию со дня организации студенческого конструкторского бюро (СКБ), 2020. - С. 53-56.- URL: https://elibrary.ru/item.asp?id= 44155447

9. Устройство хранения зерна в регулируемой воздушной среде и способ его осуществления/ Латышенок Mb., Ивашкин Ab., Латышенок H.M., Биленко ВА, Голубенко M.K; заявители и патентообладатели Латышенок Mb., Ивашкин Ab., Латышенок H.M., Биленко ВА, Голубенко M.K - № 2019112936; заяв. 26.04.19; опубл.07.02.2020 Бюл. №4.- URL: https://elibrary.ru/item.asp?id= 42451662

10. Prospects and method of seed grain storage in a container with gasregulating medium To cite this article: N V M B Latyshenok, Byshov, V A Makarov, N M Latyshenok et al 2021 IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 624 012118. DOI: 10.1088/17551315/624/1/012118

11. Научные основы продовольственной без-

опасности зерна (хранение и переработка) / Л.И. Мачихина, Л.В. Алексеева, Л.С. Львова. -М.: Де-Липринт, 2007. - 382 с.- URL: https://elibrary. ru/ item.asp?id=11453449

12. Хранение и технология сельскохозяйственных продуктов / Л.А. Трисвятский [и др.] -М.: Агро-промиздат, 1991. - 415 с.

13.3ерно съедобное и несъедобное/Г.А. Заклад-ной.//Защитаикарантинрастений.-2014.№1.-С.12-14.- URL: https://elibrary.ru/item.asp?id= 21115249

14. Определение удельной продуктивности растений от параметров установки переменного облучения / А.А. Полякова, А.П. Пустовалов, А.М. Алешов, М.В. Мануев // Международная научно-практическая конференция «Международные Бочкаревские чтения», РГАТУ, 2019. - С. 188-191.-URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=38074646

15. Efficiency and unity of planting and harvesting complexes in the grain subcomplex /Byshov N., Makarov V., Makarova O., Gasparyan S., Novozhilova Z. / / IOP conference series: Science of the Earth and the Environment. -2019.-403(1). -012097. DOI: 10.1088/1755-1315/403/1/012097

16. Теоретическое обоснование конструкции универсального моечного устройства абразивно-кавитационного действия / А.В. Шемякин, И.В. Конов, Н.М. Тараканова, М.Б. Латышенок // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. 2010. № 3 (106). С. 114-118.- URL: https://elibrary.ru/ item.asp?id=15257744

17. Применение оптического излучения - перспективная энергосберегающая технология / А.А. Полякова, А.П. Пустовалов, А.М. Алешов, М.В. Мануев // Международная научно-практическая конференция «Международные Бочкаревские чтения», РГАТУ, 2019. - С. 185-188.- URL: https:// elibrary.ru/item.asp?id=37275669

18. Amcost, 2006. Technologies to reduce post-harvest food loss. The African Ministerial Council on Science and Technology (AMCOST) of the African Union (AU), Pretoria, South Africa http://www.nepadst. org//platforms/ foodloss.shtml [5] C. O Anyim, (1991).

19. Изучение физико - механических характеристик кукурузных кормов /Ульянов В., Утолин В., Лузгин Н., Крыгин С., Паршина М. // BIO Web of Conferences 2019.- Т. 17 - 2020-№00209. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=44146625

Вклад авторов:

Все авторы внесли эквивалентный вклад в подготовку публикации.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

References

1.Zashchita zerna ot vreditelej pri hranenii i dezinsekciya zernohranilishch/ G.A. Zakladnoj.- URL: https:// elibrary.ru/item.asp?id= 36498169

2.Vliyanie ozonnoj obrabotki na vreditelej zerna/I.V. Baskakov. // Vestnik Voronezhskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. -2018. №3(62). - S.41-46.- URL: https://elibrary.ru/item.asp?id= 41333465

3.GOST28666.1 - 90 (ISO 6639/1-86) Zernovye ibobovye. Opredelenie skrytojzarazhennostinasekomymi. CHast' 1. Obshchie polozheniya. [Elektronnyjresurs]. M.: Izdatel'stvo standartov, 1990.- 6 s. - Rezhim dostupa https://mtermet-law.ru/gosts/gost/10935

4. G0ST28666.4-90 Zernovye i bobovye. Opredelenie skrytoj zarazhennosti nasekomymi. Uskorennye metody. [Elektronnyj resurs]. M.: Izdatel'stvo standartov, 1990.- 6 s. - Rezhim dostupa https://intermet-law.ru/ gosts/gost/19255.

5. GOST R 51278-99 Zernovye, bobovye i produkty ih pererabotki. Opredelenie kolichestva bakterij, drozhzhevyh i plesnevyh gribov. M.: Gosstandart Rossii, 2002. - 6 s.

6. Provedenie nastroechnyh eksperimentov na laboratornoj ustanovke vertikal'nogo miksera / N.G. Kiparisov, A.A. Polyakova // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostycheva, 2013. № 2 (18).- URL: https://elibrary.ru/item.asp?id= 19960553

7. Metodika kolichestvennogo ucheta mikroorganizmov [Elektronnyj resurs]. Rezhim dostupa https:// students - library. com.

8.Kontejner dlya hraneniya semennogo zerna v reguliruemoj vozdushnoj srede / N.M. Latyshenok, A.A. Slobodskova //Materialy vserossijskoj nauchno-prakticheskoj konferencii posvyashchyonnoj 40-letiyu so dnya organizacii studencheskogo konstruktorskogo byuro (SKB), 2020. - S. 53-56.- URL: https://elibrary.ru/item. asp?id= 44155447

9. Ustrojstvo hraneniya zerna v reguliruemoj vozdushnoj srede i sposob ego osushchestvleniya/Latyshenok M.B., Ivashkin A.V., Latyshenok N.M., Bilenko V.A., Golubenko M.I.; zayaviteli i patentoobladateli Latyshenok M.B., Ivashkin A.V., Latyshenok N.M., Bilenko V.A., Golubenko M.I. - № 2019112936; zayav. 26.04.19; opubl.07.02.2020 Byul. №4.- URL: https://elibrary.ru/item.asp?id= 42451662

10. Prospects and method of seed grain storage in a container with gasregulating medium To cite this article: N V M B Latyshenok, Byshov, VA Makarov, N M Latyshenok et al 2021IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 624 012118. DOI: 10.1088/1755-1315/624/1/012118

11. Nauchnye osnovy prodovol'stvennoj bezopasnosti zerna (hranenie i pererabotka) / L.I. Machihina, L.V. Alekseeva, L.S. L'vova. -M.: DeLiprint, 2007. - 382 s.- URL: https://elibrary. ru/item.asp?id=11453449

12. Hranenie i tekhnologiya sel'skohozyajstvennyh produktov / L.A. Trisvyatskij [i dr.] -M.: Agropromizdat, 1991. - 415 s.

13. Zerno s"edobnoe i nes"edobnoe/G.A. Zakladnoj. //Zashchita ikarantin rastenij. -2014. №1. - S.12-14.-URL: https://elibrary.ru/item.asp?id= 21115249

14. Opredelenie udel'noj produktivnosti rastenij ot parametrov ustanovki peremennogo oblucheniya / A.A. Polyakova, A.P. Pustovalov, A.M. Aleshov, M.V. Manuev // Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferenciya «Mezhdunarodnye Bochkarevskie chteniya», RGATU, 2019. - S. 188-191.- URL: https://elibrary. ru/item.asp?id=38074646

15. Efficiency and unity of planting and harvesting complexes in the grain subcomplex /Byshov N., Makarov V., Makarova O., Gasparyan S., Novozhilova Z. //IOP conference series: Science of the Earth and the Environment. -2019.-403(1). -012097. DOI: 10.1088/1755-1315/403/1/012097

16. Teoreticheskoe obosnovanie konstrukciiuniversal'nogo moechnogo ustrojstva abrazivno-kavitacionnogo dejstviya / A.V. SHemyakin, I.V. Konov, N.M. Tarakanova, M.B. Latyshenok // Nauchno-tekhnicheskie vedomosti Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo politekhnicheskogo universiteta. 2010. № 3 (106). S. 114-118.- URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=15257744

17. Primenenie opticheskogo izlucheniya - perspektivnaya energosberegayushchaya tekhnologiya / A.A. Polyakova, A.P. Pustovalov, A.M. Aleshov, M.V. Manuev//Mezhdunarodnaya nauchno-prakticheskaya konferenciya «Mezhdunarodnye Bochkarevskie chteniya», RGATU, 2019. - S. 185-188.- URL: https://elibrary. ru/item.asp?id=37275669

18. Amcost, 2006. Technologies to reduce post-harvest food loss. The African Ministerial Council on Science and Technology (AMCOST) of the African Union (AU), Pretoria, South Africa http://www.nepadst.org// platforms/ foodloss.shtml [5] C. O Anyim, (1991).

19. Izuchenie fiziko - mekhanicheskih harakteristik kukuruznyh kormov /Ul'yanov V., Utolin V., Luzgin N., Krygin S., Parshina M. //BIO Web of Conferences 2019.- T. 17 - 2020-№00209. URL: https://www.elibrary.ru/ item.asp?id=44146625

Contribution of the authors:

All authors have made an equivalent contribution to the preparation of the publication.

The authors declare that there is no conflict of interest

Информация об авторах

Латышенок Надежда Михайловна, канд. техн. наук, доцент кафедры ОТП и БЖД, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, t921621@mail.ru

Латышенок Михаил Борисович,д-р. техн. наук, профессор кафедры ОТП и БЖД, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева,l907073@yandex.ru

Макаров ВалентинАлексеевич, д-р. техн. наук, профессор кафедры ОТП и БЖД, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, va_makarov@rambler.ru

Шемякин Александр Владимирович, д-р. техн. наук, профессор кафедры ОТП и БЖД, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, shem.alex62@yandex.ru Слободскова Анастасия Анатольевна, канд. техн. наук, доцент кафедры электротехника и физика, Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева, nastasia_19882010@mail.ru

Information about the authors

Latyshenok Nadezhda Mikhailovna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of OTP and BZHD, Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev, t921621@mail.ru

Latyshenok Mikhail Borisovich, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of OTP and BZHD, Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev, l907073@yandex.ru

Makarov Valentin Alekseevich, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of OTP and BZHD, Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev, va_makarov@rambler.ru

Shemyakin Alexander Vladimirovich, Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of OTP and BZHD, Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev, shem.alex62@yandex.ru Slobodskova Anastasia Anatolyevna, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Electrical Engineering and Physics, Ryazan State Agrotechnological University named after P.A. Kostychev, nastasia_19882010@mail.ru

Статья поступила в редакцию 18.02.2022.; одобрена после рецензирования 03.03.2022; принята к публикации 11.03.2022.

The article was submitted 18.02.2022.; approved after reviewing 03.03.2022.; accepted for publication 11.03.2022.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.